《PLC控制技术》项目教学法在大专院校的应用

李明赫

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130000）

1 引言

高职教育所要培养的是针对企业第一生产线的专业型技术人才。对于大专院校来说，首要目的就是提高学生的理论知识的同时，要更加侧重于加强学生的实践能力。 《PLC 技术应用》是一门对学生实践能力要求较高的专业课程， 若通过传统的教学方法来讲授即先理论后实践的方法，显然并不合适。因此我们迫切需求一种理论与实践相结合的教学方法， 各大院校目前都在积极探索将“教、学、做”一体化教学模式，将其融入实际教学中。项目教学法的引入大大改善了此问题，并取得了良好的效果[1]。

2 项目教学法的引入

以西门子S7_300 为例， 本课程是自动化专业的核心课程之一。 通过本课程学习，学生必须掌握S7_300PLC 的系统结构，并以其作为核心控制单元， 基于PLC 对各种电机的运动及其控制，构建工业常用典型控制系统。 熟练地运用STEP-7 编程软件对异步电机的顺序逻辑控制，对简易智能控制，对变频器驱动的异步电机调速控制系统进行编程、综合、调试，实现系统功能，达到掌握运用STEP-7 软件的编程技术以及电机控制技术的基本知识及技能。

本课程的教学内容源于企业岗位典型工作任务，教学目标源于企业岗位知识技能要求， 课程按照项目进行， 项目由浅入深，循序渐进。 教学内容分为8 个具有实际功能的项目模块，每一个项目都有项目功能、项目目标、项目内容、知识准备及项目的实施和考核。通过本课程学生可掌握S7_300PLC 的系统结构，并以其作为核心控制单元， 实现PLC 对各种电机的运动及其控制，构建工业常用典型控制系统。 熟练地运用STEP-7 编程软件对异步电机的顺序逻辑控制、对步进机控制、对变频器驱动的异步电机调速控制进行编程、综合、调试，实现系统功能，达到掌握运用STEP-7 软件的编程技术以及电机控制技术的基本知识及技能。 熟练掌握运用STEP-7 软件的编程技术以及电机控制技术的基本知识及技能。 使学生具有PLC 程序设计能力并以PLC作为主控单元，以电机作为驱动单元构建自动位置控制系统、交流调速系统、顺序控制系统的能力。

PLC 及电机控制实训室由计算机及网络同步教学系统、视频， 音频和投影仪等多媒体教学系统以及8 套PLC 控制电机技术实训系统实训系统等组成。 PLC 控制电机技术实训系统是由S7-300PLC 作为主控单元构成的汽车自动生产线实训系统，该系统真实模拟了汽车生产线的部分情景， 系统由几个不同功能的工作站组成。整个系统有机融合了三相异步机控制技术、三相异步电机变频调速技术、步进电机位置控制技术、伺服电机位置控制技术、机械技术、气动技术、传感检测技术等技术，体现了现代制造业生产过程的特征。 计算机网络系统由20 台计算机及服务器构成的局域网同步教学系统，多媒体教学系统由投影仪、音频等现代教学设备组成。 它为大信息量的现代化网络教学培训提供了保证。 配以PLC 控制电机技术实训系统为学习PLC 编程技术及各种电机控制技术提供了一个良好的教学平台。

3 项目教学法的实施

首先，教学地点要选取多媒体实训室。 即有标准多媒体教室功能同时也要有与实训项目相匹配的实训设备。 在为学生分组之后，要保证每个小组至少有一台设备可以操作。

整个教学构成分为六步：（1）项目功能确定， 制定实施计划；（2）硬件接线；（3）软件编程；（4）综合调试；（5）项目总结报告及PPT 汇报撰写；（6）项目综合测评。

项目的选取：为了更好的实施项目教学法，我们需要把以前的交过任务进行重新整合， 把理论教学内容根据具体的项目进行分类，从而将知识点和技能训练融入到了每个项目中[2]。

下面以“彩灯循环控制系统”项目为例来说明具体教学过程。

（1）项目内容

1）各组依据项目功能及各组员的实际情况进行项目分工，确定工作步骤， 提交项目实施计划；2）写出输入输出点地址分配，画出PLC 系统外部；3）分析彩灯循环控制系统控制要求，写出程序清单并下载调试；4）项目验收并书写项目报告。

（2）工作任务

利用S7－300 移位指令构建彩灯循环控制系统。

基本要求：1）通过按钮SB1 使得6 个彩灯按照HL1、HL2、HL6 的顺序亮灭，移到最高位HL6 后，再回到HL1，重复循环下去，按下停止按钮SB2 后，彩灯熄灭，停止工作。彩灯移动的时间间隔为1 秒钟。 2）按下按钮SB3，使得6 个灯泡按照HL1、HL2、HL6 的顺序亮灭，移到最高位HL6 后，再按HL6、HL5、HL1 的顺序亮灭，如此循环。 彩灯移动时间间隔为2 秒钟。 按下停止按钮SB4 后，彩灯熄灭，停止工作。

（3）课时分配：12 学时

序号 任务 课时 备注1 功能确定，制定实施计划 1 由组长负责，硬件接线 1 硬件系统制作和软件编程由不同组员承担同时进行3软件编程 4 4综合调试 2 功能调试2 5 项目总结报告及PPT 汇报撰写 2报告撰写由不同组员承担和硬件系统制作及软件编程同时进行。 从项目实施就可搜集材料，开始撰写，和PPT 汇报一起完成6项目综合测评 2 知识、技能和学习态度

（4）学习目标

知识目标：掌握S7-300 移位指令、数据装载和传送指令、比较指令。

技能目标：利用S7-300 移位指令构建彩灯循环控制系统。

能力目标：具有彩灯循环控制系统构建、编程及调试技能。

4 结语

4.1 教学组织

本课程采用项目教学法。 课程教学内容分为8 个具有实际功能的项目模块。 模块由浅入深，循序渐进。 由老师给出各项目模块的功能任务，提出完成项目的基本知识、技能要求和要提交的项目资料；学生5～6 个人为一学习小组，选择一个项目，由组长组织大家根据功能给出设计方案； 经老师确认后制定出项目实施计划、对组员进行项目分工，组织实施共同完成项目，在此期间老师及时帮助解决各小组在项目制作过程中出现的各类问题；最后由老师组织学生对各组项目进行功能演示、答辩，进行测评，完成知识技能的再归纳。

4.2 教学方法

在教学方式上，我们主要以体现培养学生职业能力，尤其是方法能力与社会人性化能力的 “项目教学法” 来完成课程教学，教学过程充分调动学生的学习积极性，主动性。他们是主体，老师给与辅导。 这样不仅培养了学生的知识技能，而且培养了他们的团队合作能力、交流沟通的社会能力。 学生们在实际项目完成的过程中达到本课程的教学目的。

4.3 实践教学

本课程教学已经实现课堂与实践一体化教学模式。 学生在实践过程中学习知识，训练技能，掌握技术，在“做中学，学中练，练中用，用中强”，最终达到课程教学目标。

通过实践证明，项目教学法激发了学生的学习兴趣，增强了理论联系实际， 从而提高了学生对PLC 硬件结构了解以对及软件编程的能力。 同时，项目的实施过程也让学生体会到了团队协作的乐趣和实现学习目标的快乐。

[1]张艳萍.当前高校班级建设存在的问题与思考[J].思想理论教育导刊，2011（5）.

[2]柯和平.多媒体技术的新突破[J].电化教育，1997（12）.

[3]吴言.项目教育法[J].机械职业教育，2003（7）.

[4]傅小芳.德国的劳技课及其“项目引导教学法”[J]，苏州教育学院学报，2001（3）.